生物必修一章节思维导图

# 《生物必修一章节思维导图》

## I. 细胞的分子组成

### A. 水

*   **1. 存在形式:**
    *   自由水：含量较高，代谢旺盛的场所，良好的溶剂，参与生化反应，运输营养物质和代谢废物，维持细胞的渗透压和温度。
    *   结合水：细胞结构的重要组成成分。
*   **2. 功能:**
    *   细胞内含量最多的化合物。
    *   良好的溶剂。
    *   参与生化反应（如光合作用、呼吸作用）。
    *   运输营养物质和代谢废物。
    *   维持细胞的渗透压和温度。
*   **3. 水含量与代谢强度关系:**
    *   代谢旺盛的细胞，自由水含量高。
    *   种子休眠期，结合水含量高。

### B. 无机盐

*   **1. 存在形式:**
    *   离子形式存在。
*   **2. 功能:**
    *   维持细胞的生命活动。
    *   维持细胞的渗透压和酸碱平衡。
    *   构成某些复杂化合物（如Fe是血红蛋白的组成成分，Mg是叶绿素的组成成分）。
*   **3. 重要元素:**
    *   N、P、K、Ca、Mg、Fe 等。
    *   缺乏会导致相应的生理功能异常。

### C. 糖类

*   **1. 分类:**
    *   单糖：葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖、脱氧核糖。
        *   葡萄糖：细胞直接能源物质。
        *   核糖、脱氧核糖：构成RNA和DNA。
    *   二糖：麦芽糖、蔗糖、乳糖。
    *   多糖：淀粉、纤维素、糖原。
        *   淀粉：植物细胞的储能物质。
        *   糖原：动物细胞的储能物质（肝糖原、肌糖原）。
        *   纤维素：植物细胞壁的主要成分。
*   **2. 功能:**
    *   主要的能源物质。
    *   细胞结构的组成成分（如纤维素）。
    *   参与细胞识别。

### D. 脂质

*   **1. 分类:**
    *   脂肪：
        *   组成元素：C、H、O (有时含N、P)。
        *   功能：储能物质，保温，保护内脏器官。
    *   磷脂：
        *   组成元素：C、H、O、N、P。
        *   功能：构成细胞膜的重要成分。
    *   固醇：
        *   胆固醇：构成细胞膜的成分，参与调节生命活动。
        *   性激素：促进生殖器官的发育和生殖细胞的形成。
        *   维生素D：促进钙、磷的吸收。
*   **2. 功能:**
    *   重要的储能物质。
    *   构成细胞膜等生物膜的重要成分。
    *   参与调节生命活动。

### E. 蛋白质

*   **1. 基本组成单位:**
    *   氨基酸。
    *   结构通式：NH2-CHR-COOH。
    *   种类：约20种。
    *   形成蛋白质的过程：脱水缩合。
*   **2. 结构层次:**
    *   一级结构：氨基酸的种类、数目、排列顺序。
    *   二级结构：α螺旋、β折叠。
    *   三级结构：盘曲、折叠。
    *   四级结构：多个亚基组成。
*   **3. 功能:**
    *   生命活动的主要承担者。
    *   结构蛋白：构成细胞和组织的结构。
    *   酶：催化化学反应。
    *   运输蛋白：运输物质（如血红蛋白）。
    *   免疫蛋白：免疫功能（如抗体）。
    *   激素：调节生命活动（如胰岛素）。
    *   受体：接受信息。

### F. 核酸

*   **1. 分类:**
    *   DNA（脱氧核糖核酸）：
        *   组成元素：C、H、O、N、P。
        *   基本单位：脱氧核苷酸。
        *   结构：双螺旋结构。
        *   存在部位：细胞核、线粒体、叶绿体。
        *   功能：遗传信息的载体。
    *   RNA（核糖核酸）：
        *   组成元素：C、H、O、N、P。
        *   基本单位：核糖核苷酸。
        *   结构：单链结构（部分区域有局部双链）。
        *   存在部位：细胞核、细胞质、核糖体。
        *   功能：参与蛋白质的合成。
*   **2. DNA & RNA 的比较:**

| 特点   | DNA                                                              | RNA                                            |
| ------ | ---------------------------------------------------------------- | ---------------------------------------------- |
| 五碳糖 | 脱氧核糖                                                          | 核糖                                            |
| 碱基   | A、T、C、G                                                      | A、U、C、G                                    |
| 结构   | 双螺旋结构                                                        | 单链结构（局部双链）                            |
| 存在部位 | 主要在细胞核，少量在线粒体、叶绿体                              | 主要在细胞质，少量在细胞核                      |
| 功能   | 遗传信息的载体，控制生物的性状                                        | 与蛋白质的合成有关，如mRNA是翻译的模板      |

## II. 细胞的结构

### A. 细胞膜

*   **1. 成分:**
    *   磷脂双分子层：构成细胞膜的基本骨架。
    *   蛋白质：分布在磷脂双分子层表面、镶嵌或贯穿于磷脂双分子层。
    *   糖类：与蛋白质或脂质结合形成糖蛋白（糖被），位于细胞膜外侧。
*   **2. 功能:**
    *   将细胞与外界环境分隔开。
    *   控制物质进出细胞。
    *   进行细胞间的信息交流。
*   **3. 流动镶嵌模型:**
    *   强调细胞膜具有流动性，蛋白质和磷脂分子可以运动。
    *   流动性受温度影响。
*   **4. 物质进出细胞的方式:**
    *   被动运输：自由扩散（高浓度到低浓度，不需要载体和能量，如水，O2，CO2）和协助扩散（高浓度到低浓度，需要载体，不需要能量，如葡萄糖进入红细胞）。
    *   主动运输：低浓度到高浓度，需要载体和能量（如离子进入细胞）。
    *   胞吞和胞吐：大分子物质的进出方式，需要能量。

### B. 细胞质

*   **1. 细胞质基质:**
    *   存在于细胞器之间的液体部分。
    *   含有多种酶、无机盐、营养物质等。
    *   是细胞进行代谢活动的主要场所。
*   **2. 细胞器:**
    *   线粒体：有氧呼吸的主要场所，含有DNA和RNA，双层膜结构。
    *   叶绿体：光合作用的场所，含有DNA和RNA，双层膜结构。
    *   内质网：蛋白质合成和加工、脂质合成的场所，单层膜结构。
    *   高尔基体：蛋白质的加工、分类、包装和运输，单层膜结构。与植物细胞壁的形成有关。
    *   核糖体：蛋白质合成的场所，无膜结构。
    *   溶酶体：含有多种水解酶，分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌，单层膜结构。
    *   液泡：调节细胞内的渗透压，储存物质，维持细胞形态，单层膜结构，植物细胞特有。
    *   中心体：与细胞的有丝分裂有关，动物细胞和某些低等植物细胞特有，无膜结构。

### C. 细胞核

*   **1. 结构:**
    *   核膜：双层膜，具有选择透过性。
    *   核孔：允许大分子物质进出。
    *   核仁：与RNA的合成和核糖体的形成有关。
    *   染色质：主要由DNA和蛋白质组成，是遗传信息的载体。
*   **2. 功能:**
    *   遗传信息的储存和复制的场所。
    *   细胞代谢和遗传的控制中心。

## III. 细胞的生命历程

### A. 细胞的生长

*   **概念:**
    *   细胞体积的增大。

### B. 细胞的分裂

*   **1. 有丝分裂:**
    *   过程：前期（染色质螺旋化成染色体，核膜、核仁消失，纺锤丝形成纺锤体），中期（染色体的着丝点排列在赤道板上），后期（着丝点分裂，姐妹染色单体分离，成为染色体，向细胞两极移动），末期（染色体解螺旋化成染色质，核膜、核仁重新出现，细胞质分裂）。
    *   意义：保证亲子代细胞遗传物质相同，维持生物遗传特性的稳定。
*   **2. 减数分裂 (高中选修内容):**
    *   产生生殖细胞的分裂方式。

### C. 细胞的分化

*   **1. 概念:**
    *   在个体发育中，细胞在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。
*   **2. 特点:**
    *   普遍性：存在于生物个体的整个生命历程中。
    *   持久性：分化一旦发生，一般不可逆转。
    *   不可逆性：一般情况下。
*   **3. 实质:**
    *   基因的选择性表达。

### D. 细胞的衰老和凋亡

*   **1. 细胞衰老:**
    *   酶的活性降低，呼吸速率减慢，细胞核体积增大，染色质收缩，色素积累，细胞膜的通透性改变。
*   **2. 细胞凋亡:**
    *   由基因决定的细胞自动结束生命的过程，是正常的生命现象，对生物体是有利的。

### E. 细胞的癌变

*   **1. 原因:**
    *   原癌基因和抑癌基因发生突变。
*   **2. 特征:**
    *   无限增殖。
    *   形态结构发生显著变化。
    *   细胞表面发生改变，细胞黏着性降低，容易在体内扩散转移。

《生物必修一章节思维导图》

I. 细胞的分子组成

A. 水

1. 存在形式:
- 自由水：含量较高，代谢旺盛的场所，良好的溶剂，参与生化反应，运输营养物质和代谢废物，维持细胞的渗透压和温度。
- 结合水：细胞结构的重要组成成分。
2. 功能:
- 细胞内含量最多的化合物。
- 良好的溶剂。
- 参与生化反应（如光合作用、呼吸作用）。
- 运输营养物质和代谢废物。
- 维持细胞的渗透压和温度。
3. 水含量与代谢强度关系:
- 代谢旺盛的细胞，自由水含量高。
- 种子休眠期，结合水含量高。

B. 无机盐

1. 存在形式:
- 离子形式存在。
2. 功能:
- 维持细胞的生命活动。
- 维持细胞的渗透压和酸碱平衡。
- 构成某些复杂化合物（如Fe是血红蛋白的组成成分，Mg是叶绿素的组成成分）。
3. 重要元素:
- N、P、K、Ca、Mg、Fe 等。
- 缺乏会导致相应的生理功能异常。

C. 糖类

1. 分类:
- 单糖：葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖、脱氧核糖。
  - 葡萄糖：细胞直接能源物质。
  - 核糖、脱氧核糖：构成RNA和DNA。
- 二糖：麦芽糖、蔗糖、乳糖。
- 多糖：淀粉、纤维素、糖原。
  - 淀粉：植物细胞的储能物质。
  - 糖原：动物细胞的储能物质（肝糖原、肌糖原）。
  - 纤维素：植物细胞壁的主要成分。
2. 功能:
- 主要的能源物质。
- 细胞结构的组成成分（如纤维素）。
- 参与细胞识别。

D. 脂质

1. 分类:
- 脂肪：
  - 组成元素：C、H、O (有时含N、P)。
  - 功能：储能物质，保温，保护内脏器官。
- 磷脂：
  - 组成元素：C、H、O、N、P。
  - 功能：构成细胞膜的重要成分。
- 固醇：
  - 胆固醇：构成细胞膜的成分，参与调节生命活动。
  - 性激素：促进生殖器官的发育和生殖细胞的形成。
  - 维生素D：促进钙、磷的吸收。
2. 功能:
- 重要的储能物质。
- 构成细胞膜等生物膜的重要成分。
- 参与调节生命活动。

E. 蛋白质

1. 基本组成单位:
- 氨基酸。
- 结构通式：NH2-CHR-COOH。
- 种类：约20种。
- 形成蛋白质的过程：脱水缩合。
2. 结构层次:
- 一级结构：氨基酸的种类、数目、排列顺序。
- 二级结构：α螺旋、β折叠。
- 三级结构：盘曲、折叠。
- 四级结构：多个亚基组成。
3. 功能:
- 生命活动的主要承担者。
- 结构蛋白：构成细胞和组织的结构。
- 酶：催化化学反应。
- 运输蛋白：运输物质（如血红蛋白）。
- 免疫蛋白：免疫功能（如抗体）。
- 激素：调节生命活动（如胰岛素）。
- 受体：接受信息。

F. 核酸

1. 分类:
- DNA（脱氧核糖核酸）：
  - 组成元素：C、H、O、N、P。
  - 基本单位：脱氧核苷酸。
  - 结构：双螺旋结构。
  - 存在部位：细胞核、线粒体、叶绿体。
  - 功能：遗传信息的载体。
- RNA（核糖核酸）：
  - 组成元素：C、H、O、N、P。
  - 基本单位：核糖核苷酸。
  - 结构：单链结构（部分区域有局部双链）。
  - 存在部位：细胞核、细胞质、核糖体。
  - 功能：参与蛋白质的合成。
2. DNA & RNA 的比较:

特点	DNA	RNA
五碳糖	脱氧核糖	核糖
碱基	A、T、C、G	A、U、C、G
结构	双螺旋结构	单链结构（局部双链）
存在部位	主要在细胞核，少量在线粒体、叶绿体	主要在细胞质，少量在细胞核
功能	遗传信息的载体，控制生物的性状	与蛋白质的合成有关，如mRNA是翻译的模板

II. 细胞的结构

A. 细胞膜

1. 成分:
- 磷脂双分子层：构成细胞膜的基本骨架。
- 蛋白质：分布在磷脂双分子层表面、镶嵌或贯穿于磷脂双分子层。
- 糖类：与蛋白质或脂质结合形成糖蛋白（糖被），位于细胞膜外侧。
2. 功能:
- 将细胞与外界环境分隔开。
- 控制物质进出细胞。
- 进行细胞间的信息交流。
3. 流动镶嵌模型:
- 强调细胞膜具有流动性，蛋白质和磷脂分子可以运动。
- 流动性受温度影响。
4. 物质进出细胞的方式:
- 被动运输：自由扩散（高浓度到低浓度，不需要载体和能量，如水，O2，CO2）和协助扩散（高浓度到低浓度，需要载体，不需要能量，如葡萄糖进入红细胞）。
- 主动运输：低浓度到高浓度，需要载体和能量（如离子进入细胞）。
- 胞吞和胞吐：大分子物质的进出方式，需要能量。

B. 细胞质

1. 细胞质基质:
- 存在于细胞器之间的液体部分。
- 含有多种酶、无机盐、营养物质等。
- 是细胞进行代谢活动的主要场所。
2. 细胞器:
- 线粒体：有氧呼吸的主要场所，含有DNA和RNA，双层膜结构。
- 叶绿体：光合作用的场所，含有DNA和RNA，双层膜结构。
- 内质网：蛋白质合成和加工、脂质合成的场所，单层膜结构。
- 高尔基体：蛋白质的加工、分类、包装和运输，单层膜结构。与植物细胞壁的形成有关。
- 核糖体：蛋白质合成的场所，无膜结构。
- 溶酶体：含有多种水解酶，分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌，单层膜结构。
- 液泡：调节细胞内的渗透压，储存物质，维持细胞形态，单层膜结构，植物细胞特有。
- 中心体：与细胞的有丝分裂有关，动物细胞和某些低等植物细胞特有，无膜结构。

C. 细胞核

1. 结构:
- 核膜：双层膜，具有选择透过性。
- 核孔：允许大分子物质进出。
- 核仁：与RNA的合成和核糖体的形成有关。
- 染色质：主要由DNA和蛋白质组成，是遗传信息的载体。
2. 功能:
- 遗传信息的储存和复制的场所。
- 细胞代谢和遗传的控制中心。

III. 细胞的生命历程

A. 细胞的生长

概念:
- 细胞体积的增大。

B. 细胞的分裂

1. 有丝分裂:
- 过程：前期（染色质螺旋化成染色体，核膜、核仁消失，纺锤丝形成纺锤体），中期（染色体的着丝点排列在赤道板上），后期（着丝点分裂，姐妹染色单体分离，成为染色体，向细胞两极移动），末期（染色体解螺旋化成染色质，核膜、核仁重新出现，细胞质分裂）。
- 意义：保证亲子代细胞遗传物质相同，维持生物遗传特性的稳定。
2. 减数分裂 (高中选修内容):
- 产生生殖细胞的分裂方式。

C. 细胞的分化

1. 概念:
- 在个体发育中，细胞在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。
2. 特点:
- 普遍性：存在于生物个体的整个生命历程中。
- 持久性：分化一旦发生，一般不可逆转。
- 不可逆性：一般情况下。
3. 实质:
- 基因的选择性表达。

D. 细胞的衰老和凋亡

1. 细胞衰老:
- 酶的活性降低，呼吸速率减慢，细胞核体积增大，染色质收缩，色素积累，细胞膜的通透性改变。
2. 细胞凋亡:
- 由基因决定的细胞自动结束生命的过程，是正常的生命现象，对生物体是有利的。

E. 细胞的癌变

1. 原因:
- 原癌基因和抑癌基因发生突变。
2. 特征:
- 无限增殖。
- 形态结构发生显著变化。
- 细胞表面发生改变，细胞黏着性降低，容易在体内扩散转移。

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